轮系 第7章 轮 系机械基础(第2版) (公开课专用).

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1、 认识轮系认识轮系7.1轮系的计算轮系的计算7.2 7.1.1 轮系的分类 在轮系中有以下几种结构要素。在轮系中有以下几种结构要素。 太阳轮：在周转轮系中，轴线固定的齿轮叫太太阳轮：在周转轮系中，轴线固定的齿轮叫太阳轮，它只绕自身的轴线转动。阳轮，它只绕自身的轴线转动。 行星轮：在周转轮系中，有的轴线不固定，而行星轮：在周转轮系中，有的轴线不固定，而是绕其他齿轮的固定轴线回转，这些齿轮称为行是绕其他齿轮的固定轴线回转，这些齿轮称为行星轮，它像太阳系的行星一样，在自转的同时还星轮，它像太阳系的行星一样，在自转的同时还绕太阳轮公转。绕太阳轮公转。 系杆：支撑行星轮的构件叫系杆。系杆：支撑行星轮的构

2、件叫系杆。 7.1.2 7.1.2 轮系的应用轮系的应用 1实现分路传动利用轮系可以使一个主动轴带动若干个从动轴同时旋转，利用轮系可以使一个主动轴带动若干个从动轴同时旋转，以带动各个部件或附件同时工作。以带动各个部件或附件同时工作。 2 2实现变速传动实现变速传动 在主动轴转速不变的条件下，利用轮系可使从动轴得到若在主动轴转速不变的条件下，利用轮系可使从动轴得到若干种速度，这种传动称为变速传动。变速传动既可以用于干种速度，这种传动称为变速传动。变速传动既可以用于定轴轮系，也可以用于周转轮系中。定轴轮系，也可以用于周转轮系中。汽车变速箱 3 3实现换向传动实现换向传动 在主动轴转向不变的条件下，

3、利用轮系可改变从在主动轴转向不变的条件下，利用轮系可改变从动轴的转向，实现换向传动。动轴的转向，实现换向传动。 4 4实现运动的合成与分解实现运动的合成与分解 差动轮系有两个自由度，当给定差动轮系有两个自由度，当给定3个基本构件中任意两个个基本构件中任意两个的运动后，第的运动后，第3个基本构件的运动才能确定，即第个基本构件的运动才能确定，即第3个基本个基本构件的运动为另外两个基本构件的运动的合成，或者将一构件的运动为另外两个基本构件的运动的合成，或者将一个基本构件的运动按可变的比例分解为另外两个基本构件个基本构件的运动按可变的比例分解为另外两个基本构件的运动。的运动。 差动轮系 1从动锥齿轮；

4、2行星齿轮；3半轴齿轮；4行星齿轮轴 5 5实现大功率传递实现大功率传递 l采用周转轮系可在尺寸小、重量轻的条件下较好地实现采用周转轮系可在尺寸小、重量轻的条件下较好地实现大功率传动。大功率传动。l实现大功率传动的周转轮系大多具有多个行星轮，可共实现大功率传动的周转轮系大多具有多个行星轮，可共同分担载荷，以减小齿轮尺寸，同时可平衡各啮合处的径同分担载荷，以减小齿轮尺寸，同时可平衡各啮合处的径向分力和行星轮公转所产生的离心惯性力，以减小轴承内向分力和行星轮公转所产生的离心惯性力，以减小轴承内的作用力，增加运动的平衡性。的作用力，增加运动的平衡性。 7.1.3 7.1.3 特殊轮系简介特殊轮系简介

5、 1摆线针轮行星轮系摆线针轮行星轮系 （1）传动比范围大，体积小，重量轻，效率高。）传动比范围大，体积小，重量轻，效率高。 （2）摆线轮和针轮之间可以加套筒，使针轮和摆线轮之）摆线轮和针轮之间可以加套筒，使针轮和摆线轮之间成为滚动摩擦，轮齿磨损小，使用寿命长。间成为滚动摩擦，轮齿磨损小，使用寿命长。 1销轴；2摆线齿轮；3针齿 2谐波齿轮系谐波齿轮传动是一种依靠弹性变形来实现传动的新型传动，谐波齿轮传动是一种依靠弹性变形来实现传动的新型传动，突破了机械传动采用刚性构件机构的模式，而是使用了一突破了机械传动采用刚性构件机构的模式，而是使用了一个柔性构件机构来实现机械传动。个柔性构件机构来实现机械

6、传动。 1钢轮；2谐波发生器；3柔轮 谐波齿轮传动具有以下特点。谐波齿轮传动具有以下特点。（1）谐波发生器由凸轮及薄壁轴承组成，随着）谐波发生器由凸轮及薄壁轴承组成，随着凸轮转动，刚轮是刚性的内齿轮，柔轮是具有弹凸轮转动，刚轮是刚性的内齿轮，柔轮是具有弹性的外齿轮。性的外齿轮。（2）传动比大，体积小，重量轻。）传动比大，体积小，重量轻。（3）啮合的齿数多，传动平稳，承载能力大。）啮合的齿数多，传动平稳，承载能力大。（4）在齿的啮合部分滑移量极小，摩擦时损失）在齿的啮合部分滑移量极小，摩擦时损失小，故传动效率高。小，故传动效率高。 7.2 7.2 轮系的计算轮系的计算7.2.1 定轴轮系定轴轮系

7、7.2.2 周转轮系周转轮系7.2.3 复合轮系复合轮系7.2.1 7.2.1 定轴轮系定轴轮系1一对齿轮传动的传动比由一对齿轮组成的传动是齿轮传动的最简单形式。由一对齿轮组成的传动是齿轮传动的最简单形式。一对齿轮啮合传动时，其传动比指的是两个齿轮的一对齿轮啮合传动时，其传动比指的是两个齿轮的角速度或转速之比，且传动比的大小与两个齿轮的角速度或转速之比，且传动比的大小与两个齿轮的齿数成反比。齿数成反比。（1）圆柱齿轮外啮合的传动比。当两个圆柱齿轮）圆柱齿轮外啮合的传动比。当两个圆柱齿轮外啮合时，两个齿轮的转动方向相反，规定其传动外啮合时，两个齿轮的转动方向相反，规定其传动比数值的大小为负，在传

8、动比的前面加上符号比数值的大小为负，在传动比的前面加上符号“ ”。 11212221nzinz （2）圆柱齿轮内啮合的传动比。当两个齿轮内啮合时，）圆柱齿轮内啮合的传动比。当两个齿轮内啮合时，两个齿轮的转动方向相同，规定其传动比数值的大小为正，两个齿轮的转动方向相同，规定其传动比数值的大小为正，在传动比的前面加上符号在传动比的前面加上符号“+”。传动比可表示为：传动比可表示为： 11212221nzinz （3）小结。）小结。 一对齿轮副传动时，其传动比由两齿轮的齿数一对齿轮副传动时，其传动比由两齿轮的齿数决定。齿数越多的齿轮，尺寸相应也就越大，在决定。齿数越多的齿轮，尺寸相应也就越大，在传动

9、过程中转速较低。传动过程中转速较低。 若仅用一对齿轮传动实现较大的传动比，必将若仅用一对齿轮传动实现较大的传动比，必将使两齿轮的尺寸相差悬殊，外轮廓尺寸庞大，同使两齿轮的尺寸相差悬殊，外轮廓尺寸庞大，同时增加了小齿轮的制造难度，因而一对齿轮的传时增加了小齿轮的制造难度，因而一对齿轮的传动比一般不大于动比一般不大于8。 大齿轮转过一周，小齿轮转过数周，磨损量更大齿轮转过一周，小齿轮转过数周，磨损量更大，因此，相对而言小齿轮寿命较低。为了达到大，因此，相对而言小齿轮寿命较低。为了达到等寿命要求，必须使用更好的材料制作。等寿命要求，必须使用更好的材料制作。 2定轴轮系的传动比轮系的传动比是指轮系中的

10、输入轴与输出轴的角速度或转轮系的传动比是指轮系中的输入轴与输出轴的角速度或转速之比，轮系的传动比也包括传动比数值的大小和转向关速之比，轮系的传动比也包括传动比数值的大小和转向关系两个方面的内容，用表示，该符号右下方的角标系两个方面的内容，用表示，该符号右下方的角标A、B，分别为输入轴与输出轴的代号，即：分别为输入轴与输出轴的代号，即： 式中：式中：A、nA输入轴的角速度和转速；输入轴的角速度和转速； B、nB输出轴的角速度和转速。输出轴的角速度和转速。 AAABBBnin定轴轮系的传动比等于组成轮系的各对齿轮啮合的传动比的定轴轮系的传动比等于组成轮系的各对齿轮啮合的传动比的连乘积，其值也等于各